管壳式换热器单弓形折流板换新技术分析
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ZENG Zhiwe, DONG Yunfeng
( Guangzhou Wenchong Dockyard, Guangzhou 511462 )
Abstract: Taking the tube-shell type heat exchanger as the research object, this paper introduces the velocity and pressure characteristics of the shell-side fluid with single segmental baffle, analyzes the flow path of the shellside fluid, and explains the theoretical method to improve the heat transfer performance of the tube-shell type heat exchanger. Further combined with the requirements of the rules, the technical points of replacing single segmental baffle are put forward from the aspects of baffle spacing and cutting rate, installation clearance of heat exchange tube and baffle, baffle thickness and length of anti-impact plate, and pressure test of heat exchanger, in order to provide experience reference for the repair of the same type of heat exchanger.
折流板间距及切割率、换热管及折流板安装间隙、折流板厚度和防冲板选择以及换热器耐压试验等方面，
提出了单弓形折流板换新技术要点，为同类型换热器的修理提供参考。
关键词：管壳式换热器；换热性能；折流板换新；技术要点
中图分类号：U664.84
文献标识码：A
Replacement of Single Segmental Baffle for Tube-shell Type Heat Exchanger
Key words: Tube-shell type heat exchanger; Heat transfer performance; Baffle replacement; Technical points
管壳式换热器是实现管程和壳程内流体之间热量 1 单弓形折流板形式
交换的基本设备。因其具有单位体积传热面大、传热 效果好、结构简单、制作材料范围广等特点，在船舶、 石油和化工等领域广泛运用。其主要作用是通过壳程 与管程内介质之间的能量交换，实现工作介质的加热 或冷却。在船舶系统上常见的管壳式热交换器有淡水
GUANGDONG SHIPBUILDING 广东造船 2019 年第 6 期（总第 169 期）
建造与修理
管壳式换热风
（广州中船文冲船坞有限公司，广州 511462）
摘 要：以管壳式换热器为研究对象，通过介绍单弓形折流板壳程流体的速度特性和压力特性，分
析壳程流体的流动路径，阐述了提高管壳式换热器换热性能的理论方法。进一步结合规范要求，分别从
壳名程称数
单-位
参1 数
广东造船 2019 年第 6 期（总第壳管1程69数期）
--
11
壳管体程内数径
mm-
3510
而为单弓形折流板换新提供理论依据，本文以某船管 壳式滑油冷却器为研究对象，使用 Gambit 软件建立模 型，用 Fluent 对壳程流体的速度分布和压力特性进行
压 折 不流 力 明板 分 显进换进；之 布壳壳壳出热出在 间 比程体程口管口折 流 较长内长数直直流 速 均度度径量径径板 和 匀， 缺 流压 口 向力 处 均梯 压 无mmmmm根度 力 较mmmmm较 衰 大小 减 改，较 变这 ， 为是 此 明11由 时 显475375460于 ， 压 560000相 这 力邻 是 变的 因 化
单弓形折流板是切除一部分的圆板，在热交换器 壳程内等距交错布置，对壳程内流体的错流效果最为 明显，因此具有较高的传热膜系数。其分布形式及外形， 如图 1 所示。
冷却器、滑油冷却器、蒸汽冷凝器等。
折流板是安装在换热器壳程内的平行隔板，作为管
壳式换热器的重要组成部分，折流板对提升换热器整体
传热性能和结构强度均起着关键作用。它既可以延长壳
程内介质的流道长度、增加管间流速、增强湍流程度、
图图11 单单弓弓型型折折流板流外板形 外形
换
提高热交换器的换热效果；对于卧式换热器也具有一定
换
的支撑作用，当换热管过长而管子承受的压力过大时， 2 壳表程流1 体某流船动管特壳性式滑油冷却器基本尺寸
可以缓解换热管因流体冲击而诱发振动的风险。
为便于名从称理论上分析换热单器位的壳程流动特参性数，进
数值分析。
为流体换的热速管度数在量此处变化最为根明显，从而导4致4 压力大
换热管外径
mm
25
2.1 某船换热器基本尺寸
换热管壁厚 幅度下m降m 。
2.5
见表 1。 图 1 单弓型折流板外形
表表11某某船船管管壳壳式滑式油滑冷油却冷器却基器本基尺本 寸 尺寸
换热管中心距
mm
换热管排列方式
-
折流板数目
片
折
壳程数
-
1
作者简介：曾志伟（1972-），男，工程师。主要从事船舶质量管理工作。管程数
-
1
董云风（1983-），男，工程师。主要从事船舶质量管理工作。
壳体内径
mm
350
收稿日期：2019-08-09
壳程长度
mm
1 500
进出口直径
mm
换热管数量
根
76
81
44
表 1名某称船管壳式滑油单冷位却器基本尺参寸数
32 等边三角形
6
名称
单位
参数
折流板切口高度
mm
100
壳程数
-
1
管程数
-
1
壳体内径
mm
350
壳程长度
mm
1 500
( Guangzhou Wenchong Dockyard, Guangzhou 511462 )
Abstract: Taking the tube-shell type heat exchanger as the research object, this paper introduces the velocity and pressure characteristics of the shell-side fluid with single segmental baffle, analyzes the flow path of the shellside fluid, and explains the theoretical method to improve the heat transfer performance of the tube-shell type heat exchanger. Further combined with the requirements of the rules, the technical points of replacing single segmental baffle are put forward from the aspects of baffle spacing and cutting rate, installation clearance of heat exchange tube and baffle, baffle thickness and length of anti-impact plate, and pressure test of heat exchanger, in order to provide experience reference for the repair of the same type of heat exchanger.
折流板间距及切割率、换热管及折流板安装间隙、折流板厚度和防冲板选择以及换热器耐压试验等方面，
提出了单弓形折流板换新技术要点，为同类型换热器的修理提供参考。
关键词：管壳式换热器；换热性能；折流板换新；技术要点
中图分类号：U664.84
文献标识码：A
Replacement of Single Segmental Baffle for Tube-shell Type Heat Exchanger
Key words: Tube-shell type heat exchanger; Heat transfer performance; Baffle replacement; Technical points
管壳式换热器是实现管程和壳程内流体之间热量 1 单弓形折流板形式
交换的基本设备。因其具有单位体积传热面大、传热 效果好、结构简单、制作材料范围广等特点，在船舶、 石油和化工等领域广泛运用。其主要作用是通过壳程 与管程内介质之间的能量交换，实现工作介质的加热 或冷却。在船舶系统上常见的管壳式热交换器有淡水
GUANGDONG SHIPBUILDING 广东造船 2019 年第 6 期（总第 169 期）
建造与修理
管壳式换热风
（广州中船文冲船坞有限公司，广州 511462）
摘 要：以管壳式换热器为研究对象，通过介绍单弓形折流板壳程流体的速度特性和压力特性，分
析壳程流体的流动路径，阐述了提高管壳式换热器换热性能的理论方法。进一步结合规范要求，分别从
壳名程称数
单-位
参1 数
广东造船 2019 年第 6 期（总第壳管1程69数期）
--
11
壳管体程内数径
mm-
3510
而为单弓形折流板换新提供理论依据，本文以某船管 壳式滑油冷却器为研究对象，使用 Gambit 软件建立模 型，用 Fluent 对壳程流体的速度分布和压力特性进行
压 折 不流 力 明板 分 显进换进；之 布壳壳壳出热出在 间 比程体程口管口折 流 较长内长数直直流 速 均度度径量径径板 和 匀， 缺 流压 口 向力 处 均梯 压 无mmmmm根度 力 较mmmmm较 衰 大小 减 改，较 变这 ， 为是 此 明11由 时 显475375460于 ， 压 560000相 这 力邻 是 变的 因 化
单弓形折流板是切除一部分的圆板，在热交换器 壳程内等距交错布置，对壳程内流体的错流效果最为 明显，因此具有较高的传热膜系数。其分布形式及外形， 如图 1 所示。
冷却器、滑油冷却器、蒸汽冷凝器等。
折流板是安装在换热器壳程内的平行隔板，作为管
壳式换热器的重要组成部分，折流板对提升换热器整体
传热性能和结构强度均起着关键作用。它既可以延长壳
程内介质的流道长度、增加管间流速、增强湍流程度、
图图11 单单弓弓型型折折流板流外板形 外形
换
提高热交换器的换热效果；对于卧式换热器也具有一定
换
的支撑作用，当换热管过长而管子承受的压力过大时， 2 壳表程流1 体某流船动管特壳性式滑油冷却器基本尺寸
可以缓解换热管因流体冲击而诱发振动的风险。
为便于名从称理论上分析换热单器位的壳程流动特参性数，进
数值分析。
为流体换的热速管度数在量此处变化最为根明显，从而导4致4 压力大
换热管外径
mm
25
2.1 某船换热器基本尺寸
换热管壁厚 幅度下m降m 。
2.5
见表 1。 图 1 单弓型折流板外形
表表11某某船船管管壳壳式滑式油滑冷油却冷器却基器本基尺本 寸 尺寸
换热管中心距
mm
换热管排列方式
-
折流板数目
片
折
壳程数
-
1
作者简介：曾志伟（1972-），男，工程师。主要从事船舶质量管理工作。管程数
-
1
董云风（1983-），男，工程师。主要从事船舶质量管理工作。
壳体内径
mm
350
收稿日期：2019-08-09
壳程长度
mm
1 500
进出口直径
mm
换热管数量
根
76
81
44
表 1名某称船管壳式滑油单冷位却器基本尺参寸数
32 等边三角形
6
名称
单位
参数
折流板切口高度
mm
100
壳程数
-
1
管程数
-
1
壳体内径
mm
350
壳程长度
mm
1 500